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気温上昇に対するリンゴアブラムシの酵素防御反応
Enzymatic Defense Response of Apple Aphid to Increased Temperature.
PMID: 32664609 DOI: 10.3390/insects11070436.
抄録
気候変動、特に現在観測されている気温の上昇は、草食性昆虫に影響を与える可能性があります。アブラムシはポキ熱生物であるため、気温の上昇に直接さらされ、その代謝に影響を与えます。熱ストレスは世代間の乱れや活性酸素種（ROS）の中和を引き起こす。本研究の目的は、アブラムシが温度上昇による生物学的ストレスにどのように反応するかを、アブラムシを例にして説明することにある。実験は、3 つの温度で管理された条件下で実施した。実験は 20、25、28℃の 3 つの温度管理下で実施した。第一段階では、各温度でのアブラムシ組織における酵素マーカー（スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）、カタラーゼ（CAT）、グルタチオンS-トランスフェラーゼ（GST）、β-グルコシダーゼ、ポリフェノールオキシダーゼ（PPO）、ペルオキシダーゼ（POD））の活性の変化を測定した。第二段階では、マイクロカロリメトリを用いて、各温度でのアブラムシの発熱量の変化をモニターした。その結果、アブラムシの防御反応は温度によって変化し、28℃で最も高くなることが示された。酵素の柔軟な活性と代謝率の上昇が適応機構の役割を果たし、より高い温度でより効果的に働いていた。このようにして、アブラムシは活性酸素の過剰誘導から身を守り、環境ストレスに迅速に対応することができた。
Climate change, and in particular the increase in temperature we are currently observing, can affect herbivorous insects. Aphids, as poikilothermic organisms, are directly exposed to temperature increases that influence their metabolism. Heat stress causes disturbances between the generations and the neutralization of reactive oxygen species (ROS). The aim of this work is focused on explaining how the aphid, using the example of , responds to abiotic stress caused by temperature increase. The experiment was carried out under controlled conditions at three temperatures: 20, 25, and 28 °C. In the first stage, changes in the activity of enzymatic markers (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), β-glucosidase, polyphenol oxidase (PPO), and peroxidase (POD)) were determined in aphid tissues, at each temperature. In the second stage, microcalorimetry monitored changes in heat emitted by aphids, at each temperature. Our results showed that defense responses varied depending on temperature and were highest at 28 °C. The flexible activity of enzymes and increase in the metabolic rate played the role of adaptive mechanisms and ran more effectively at higher temperatures. The thus protected itself against ROS excessive induction and the aphids were able to respond quickly to environmental stress.